| 縮寫/術語 | 全稱/中文名 | 核心定義 | 關鍵說明與實戰意義 |
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| ACPI | Advanced Configuration and Power Interface 高級配置與電源管理介面 |
作業系統直接控制硬體電源狀態 (S0-S5)、裝置配置、熱管理的開放標準規範 (Intel/MS/Toshiba 主導)。 | 取代舊有 APM (Advanced Power Management)，實現 **OS-directed Power Management (OSPM)**。 • S0=工作、S1=待機(CPU停時脈)、S3=待機記憶體供電(STR)、S4=休眠(存硬碟)、S5=軟關機。 • 主板必須提供 ACPI 表格 (DSDT, FADT, MADT 等) 讓 OS 解析硬體拓撲。 • BIOS 設定中 ACPI Enable/Disable 直接影響 OS 電源管理功能 (軟關機、睡眠、風扇控制、電池監控)。 |
| BIOS | Basic Input-Output System 基本輸出入系統 |
整合在主板 Flash ROM 晶片上的韌體程式碼，包含：POST (開機自檢)、Setup Utility (CMOS 設定介面)、Bootstrap Loader (引導載入器)、Runtime Services (執行期服務)、硬體抽象層 (HAL) 介面。 | • **核心地位**：主板性能、穩定性、相容性、可擴展性很大程度取決於 BIOS 程式碼品質 (Microcode 更新、記憶體時序優化、電源管理策略、PCIe/USB/SATA/NVMe 支援)。 • 可刷新升級 (Flash ROM)，修正 Bug、支援新 CPU/記憶體/裝置、新增功能。 • 主流廠商：AMI (American Megatrends)、Award (現併入 Phoenix)、Phoenix、Insyde、由主板廠客製化。 |
| CMOS | Complementary Metal-Oxide-Semiconductor 互補金屬氧化物半導體 (製程工藝名) 引申為：主板上由電池供電的 **可讀寫 RAM 晶片 (RTC/NVRAM)** |
儲存系統硬體配置參數 (時間、日期、硬碟參數、啟動順序、超頻設定、電源管理參數、密碼、PnP 資源分配表等)。掉電由 CR2032 鈕扣電池維持資料 (典型功耗 < 5μA，電池壽命 3-5 年)。 | • **CMOS ≠ BIOS**！BIOS 是程式碼 (ROM)，CMOS 是資料儲存區 (RAM)。 • 早期 CMOS Setup 程式放在軟碟 (IBM PC/AT)；現代整合在 BIOS ROM 內，開機按 Del/F2/F10 進入。**「進 BIOS 設定」實為「進 CMOS Setup Utility」**。 • CMOS 損壞/電池無電 → 設定遺失、時間歸零、啟動失敗。 • 清除 CMOS = 短接跳線/取電池 → 歸零 RAM 內容 → BIOS 下次啟動載入出廠預設值。 |
| DMA | Direct Memory Access 直接記憶體存取 |
外部裝置 (硬碟、聲卡、網卡、軟碟機) 在 **CPU 完全不參與** 情況下，直接與系統記憶體進行資料傳輸的機制。由 **DMA 控制器 (DMAC, 8237/整合於南橋/PCH)** 管理通道與仲裁。 | • **效能革命**：CPU 僅在傳輸啟動/結束處理少量指令，傳輸過程中 CPU 可執行其他任務 → 系統整體效率大幅提升。 • 傳統 ISA DMA：8 位元 (通道 0-3)、16 位元 (通道 4-7)，速度極慢 (≤ 1.6MB/s)，已淘汰。 • **總線主控**: 現代 PCI/PCIe/USB/SATA 裝置皆為總線主控器，擁有獨立 DMA 引擎，不佔用系統 DMAC，支援散佈/聚集、超大傳輸、QoS。 • IDE/ATA 傳輸模式：PIO (CPU 搬運) → **DMA (DMAC 搬運)** → **Ultra DMA (UDMA, 總線主控, 33/66/100/133 MB/s)**。 • BIOS 中 IDE/ SATA 設定啟用 UDMA/DMA 為效能關鍵。 |
| Flash ROM | Flash Memory (EEPROM 電可擦除可程式化唯讀記憶體) | 非揮發性記憶體，平常唯讀 (如 ROM)，施加高電壓 (或內部電荷泵產生) 可區塊擦除/重寫。主板 BIOS 儲存介質。 | • **Boot Block (啟動區/恢復區)**：廠商在 Flash ROM 起始區鎖定一小段代碼 (4-64KB)，**硬體寫保護不可擦寫**，包含最基礎初始化 (ISA 顯示、軟碟機、鍵盤)、刷新程式入口。主 BIOS 損壞時啟動急救復原。 • **雙 BIOS / 備份 BIOS**：兩顆物理 Flash ROM 晶片 (或單晶片雙區塊)，主備自動/手動切換。 • **USB BIOS Flashback**：無需 CPU/記憶體/顯卡，後面板專用 USB 埠 + 按鈕，由嵌入式控制器 (EC) 直接驅動 Flash ROM 刷新。 • **安全性**：現代 BIOS 支援簽名驗證 (Intel Boot Guard, AMD Platform Secure Boot)，防止惡意刷寫/Rootkit。 |
| ISA | Industry Standard Architecture 產業標準架構 (IBM PC/AT 總線標準) |
16 位元並行總線，時脈 8.33 MHz，理論頻寬 ~16 MB/s。僅支援 16 位元 I/O 裝置。 歷史地位：1984-1997 年 PC 擴充總線霸主。 |
• **四大缺陷** 導致被 PCI 取代： 1. 頻寬極低 (無法滿足顯示/網路/聲音/SCSI 高速需求) 2. 缺乏技術規範標準化 (設定靠跳線/軟體，衝突頻發) 3. 不支援多處理器系統 4. **不支援即插即用 (PnP)**，無法自動配置 IRQ/DMA/IO/記憶體地址。 • 現代主板無 ISA 插槽，但 LPC (Low Pin Count) 總線繼承 ISA 軟體介面，支援 Super I/O、TPM、BIOS ROM、鍵盤控制器等低速裝置。 |
| PCI | Peripheral Component Interconnect 周邊元件互連 |
32/64 位元、33/66 MHz、共享總線架構，頻寬 132/264/528 MB/s。由 Intel 主導 SIG (Special Interest Group) 制定，1992 年發布 2.0 版奠定統治地位。 關鍵特性：總線主控、即插即用 (PnP)、多平台支援 (x86, Alpha, MIPS, PowerPC)、向後相容 ISA (透過 PCI-ISA 橋接器)。 |
• **演進**：PCI 2.0 (33MHz/32b) → PCI 2.1 (66MHz) → PCI-X (66/133/266/533MHz, 伺服器) → **PCI Express (PCIe, 序列差分點對點, 2.5/5/8/16/32 GT/s)**。 • **配置空間**：每裝置 256B/4KB 配置空間 (ID, 命令, 狀態, 類別, 基址暫存器 BAR, 中斷線/針, 電源管理等)，BIOS/OS 透過配置週期 (Type 0/1) 列舉資源分配。 • **中斷共享**：PCI 裝置共享 IRQ (線式中斷 INTA-D)，OS 驅動需支援共享中斷處理 (MSI/MSI-X 為訊號中斷，不佔用 IRQ 線)。 |
| PnP | Plug and Play 即插即用 |
電腦自動識別、配置、啟動外部裝置，無需使用者手動設定跳線/IRQ/DMA/IO 位址。 需三方支援： 1. **硬體** (裝置有唯一 ID、可重定位資源) 2. **BIOS** (PnP BIOS/ACPI 表格列舉資源) 3. **作業系統** (Windows 95/98/Me/2000/XP... 全支援) |
• **現狀**：現代 PC **僅能做到「部分自動識別」**。 — PCI/PCIe/USB/SATA/記憶體/CPU：完全自動列舉配置。 — 並口/串口/軟碟機/PS/2/舊 ISA 裝置：可能需手動設定/BIOS 固定資源。 — 驅動程式：仍需安裝廠商驅動發揮完整功能 (Windows Update/內建驅動僅提供基礎功能)。 • **ESCD (Extended System Configuration Data)**：儲存於 NVRAM/CMOS，記錄 PnP 裝置資源分配結果，加速下次開機列舉。清除 CMOS 會清除 ESCD，重新分配資源 (解決資源衝突常用招)。 |
BIOS (Flash ROM)
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├─→ POST → 顯示 POST Code (Port 80) → 診斷卡
├─→ CMOS Setup Utility → 讀寫 CMOS RAM (電池備份) → 使用者設定
├─→ ACPI Tables (DSDT/FADT/MADT/SSDT) → 提供給 OS 核心 (ACPI Driver)
├─→ Boot Block (唯讀) → 災難復原 (軟碟/USB/雙BIOS)
└─→ Option ROM (顯示卡/RAID/網卡 BIOS) → 早期初始化/引導支援
PCI 總線 ←→ 南橋/PCH ←→ LPC 總線 ←→ Super I/O (COM/LPT/FDD/鍵盤/滑鼠/硬體監控)
↓
DMA 控制器 (傳統) / 總線主控 DMA (現代)
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記憶體 (直接存取，CPU 解脫)
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